手机短信(SMS)PDU编码与解码

PDU简介及其格式
PDU是大多数手机短信通讯的核心，仅有少数手机只支持Text模式。PDU模式比起Text模式可以提供能为强大的功能，但其编码较Text模式困难。无论哪种模式，我们都可以通过AT指令控制终端实现短信的发送、接收、删除等管理。下面主要介绍PDU的构成及编码解码。
PDU的构成
PDU是由一串由“0-9”及“A-F”组成。表面上看起来就是一组16进制的数所组成的。
下面举一个发送和接收的例子。
1、 手机发送的一个PDU串：
0891683108200805F011190D91683188902848F40008FF108FD9662F4E0067616D4B8BD577ED4FE
对比3GPP协议得到：（二进制代码从左到右依次为高位->低位）
短信中心地址字段
08 Address-Lengt(地址长度)：短信息中心地址长度。指（91）+（683108701305F0）的长度。8个字节，包括其后的91
91 Type-of-Address(地址类型)：10010001
Bit7：1。始终为1
Bits 6,5,4：Type-of-Number（号码类型）：001—代表Internation Number(国 际号码)。也即是号码前加“+”。注意：对某些比较特殊的号码，例如手机与 小灵通的互通时，这里不能设置为001;而要设置成000—未知，代表号码前没 有“+”，否则无法接收。;010—国内号码;011—111也分别代表不同的号码类 型,一般不用.
Bits 3,2,1,0：Numbering-plan-identification(号码鉴别)：0000—未知，0001—ISDN/电话号码(E.164/E.163)，1111—留作扩展；一般默认为0001，表示电话号码类型的。
683108200805F0 (Service center number)短信中心号码：一个字节内反转，8613800280500，如果长度为奇数则需要加“F”补齐
FirstOctet字段 (文件头字节)
11 包含TP-MTI(2bit)，TP-RD(1bit)，TP-VPF(2bit)，TP-RP（1bit），TP-UDHI(1bit)，TP-SRR(1bit)
二进制表示形式：0 0 0 10 0 01
TP-RP：0
TP-Reply-Path（回复路径）
Bit7：0—不设置; 1—设置
0 指示没有设置回复路径。
TP-UDHI：0
TP-User-Data-Header-Indicator（用户数据头标示）
Bit6：0—不含任何头信息; 1—含头信息
0 指示这是一个SMS消息，没有用户数据头。EMS消息需要设置。
TP-SRR：0
TP-Status-Report-Request
Bit5：0—需要报告; 1—不需要报告
TP-VPF：10
TP-Validity-Period-Format（有效期格式）
Bit4,3：：00—不提供（Not present）; 10—整型（标准）；01—预留; 11—提供8位字节的一半（Semi-Octet Represented）
10 指示使用相对格式。
TP-RD：0
TP-Reject-Duplicates（是否拒绝相同重复消息）
Bit2：0—接受复制; 1—拒绝复制
0 指示短消息中心接受未转发的具有相同TP-MR的消息。
TP-MTI：01
TP-Message-Type-Indicator（消息类型指示符）
Bit1,0：00—读出（Deliver）; 01—提交（Submit）
01 指示为SMS-SUBMIT类型

0 指示不使用状态报告。
消息参考值TP-MR
19 TP-Message-Reference
使用"00" 值代表让电话自己设置消息参考值.
对方号码字段
0D91683188902848F4
其结构与短信中心号码字段部分类似，不再赘述。
协议标识TP-PID
00 TP-Protocol-Identifier（上层协议指示），一般设置为00，表示普通GSM，点对点
BIT No. 7 6 5 4 3 2 1 0
Bit7与Bit6： 00—使用Bit0至Bit5定义的分配；01—使用Bit0至Bit5定义的分配,参见GSM03.40协议标识完全定义；10—预留；11—使用Bit0至Bit5定义的分配,为服务中心（SC）特殊用途分配。
一般将这两位置为00。
Bit5：0—不使用远程网络，只是短消息设备之间的协议；1—使用远程网络。
Bit0,1,2,3,4：00000—隐含；00001—电传；00010—group 3 telefax；00100—语音；00101—欧洲无线信息系统（ERMES）；00110—国内系统；10001—任何基于X.400的公用信息处理系统；10010—Email。
编码方法TP-DCS

08 TP-Data-Coding-Scheme（数据编码设置），指示TP-UD的编码方式。08代表Unicode方式。00为7Bit编码
BIT No. 7 6 5 4 3 2 1 0
Bit7与Bit6 :一般设置为00；
Bit5：0—文本未压缩，1—文本用GSM标准压缩算法压缩；
Bit4：0—表示Bit1、Bit0为保留位，不含信息类型信息，1—表示Bit1、Bit0含有信息类型信息；
Bit3与Bit2：00—默认的字母表，01—8bit，10—USC2（16bit），11—预留；
Bit1与Bit0：00—Class 0 立即显示就是闪信(Immediate display) ，01—Class 1，10—Class 2（SIM卡特定信息），11—Class 3。
有效期TP-VP
FF TP-Validity-Period（有效期）。FF表示最大。
VP value(&h) 相应的有效期
00 to 8F(0 to 143) (VP+1)*5 分钟
90 to A7(144 to 167) 12小时+(VP-143)*30分钟
A8 to C4(168 to 196) (VP-166)*1天
C5 to FF(197 to 255) (VP-192)*1 周
用户数据长度TP-UDL
10 TP-User-Data-Length（用户数据长度）
0x10长度。注意不同编码下用户长度定义不同。
用户数据TP-UD
8FD9662F4E0067616D4B8BD577ED4FE TP-User-Data
中文“这是一条测试短信”的Unicode编码

2、 手机接收的PDU串
0891683108200805F0040D91683188902848F4000850208151754500108FD9662F4E0067616D4B8BD577ED4FE1
短信中心地址字段
0891683108200805F0：[phone]
FirstOctet
04
其二进制代码：00000100
TP-MTI：00
TP-MMS(TP-More-Message-to-Send)：1 短信中心没有更多的消息发送
TP-SRI：0
TP-UDHI：0
TP-RP：0
发送方号码
0D91683188902848F4：[phone]
协议标识
00 TP-PID 点对点
编码方式
08 TP-DCS Unicode编码
短信中心时间戳
50208151754500 TP-SCTS 字节反转05/02/18 15：57：45 最后的00代表时区，这里为0
用户数据长度()
10 TP-DHL （按字节计）
用户数据(TP-User-Data)
8FD9662F4E0067616D4B8BD577ED4FE1 TP-UD
中文“这是一条测试短信”的Unicode编码

下面的代码使用3508i测试通过

unit SMS2PDU;
interface
type
  TSms2Pdu = record
    PDUString: string;
    SMSLen: Integer;
  end;
  TPdu2Sms = record
    SMSCAddressType,
      SMSCNumber,
      FirstOctet: string;
    PhoneAddressType,
      PhoneNumber,
      TPPID,
      TPDCS,
      Timezone,
      TimeStamp: string;
    SMSMessage: string;
  end;
function HexToBin(HexNr: string): string;
function IntToBin(data: integer): string;
function HexToInt(HexStr: string): Integer;
function EncodeUniCode(s: WideString): string;
function DecodeUniCode(s:String):WideString;
{SMSCenter:短信中心号码 可填可不填,如果不用则代表使用手机中设置的短信中心号码,
 Phone:接收移动设备号码, SMSMessage: 短信内容; Flash:是否是闪信}
function DecomposePDUMessage(PDUMessage: string): TPdu2Sms;

function BuildPDUMessage(SMSCenter, Phone, SMSMessage: string; Flash:
  Boolean): TSms2Pdu;
implementation
uses
  SysUtils, Classes;

function IntToBin(data: integer): string;
begin
  result := '';
  while (data > 1) do
  begin
    result := inttostr(data mod 2) + result;
    data := data shr 1; //右移一位
  end;
  result := inttostr(data) + result;
end;

function HexToBin(HexNr: string): string;
begin
  Result := IntToBin(HexToInt(HexNr));
end;

function HexToInt(HexStr: string): Integer;
var
  i, TempInt, LocalInt: Integer;
begin
  HexStr := UpperCase(HexStr);

  LocalInt := 1;
  Result := 0;
  for i := Length(HexStr) downto 1 do
  begin
    if HexStr[i] in ['0'..'9'] then
      TempInt := StrToInt(HexStr[i])
    else
      TempInt := Ord(HexStr[i]) - Ord('A') + 10;

    if i = Length(HexStr) then
      LocalInt := 1
    else
      LocalInt := LocalInt * 16;

    Result := Result + TempInt * LocalInt;
  end;
end;

function EncodeUniCode(s: WideString): string;
var
  i, len: Integer;
  cur: Integer;
  t: string;
begin
  Result := '';
  len := Length(s);
  i := 1;
  while i <= len do
  begin
    cur := ord(s[i]);
    Result := Result + IntToHex(Cur, 4);
    inc(i);
  end;
end;
function DecodeUniCode(s:String):WideString;
var
  p:PWord;
  i,len:Integer;
  cur:Integer;
  TempChar:WideChar;
  t:String;
begin
  New(p);

  Result:='';
  len:=Length(s) div 4;
  i:=1;

  for i:=0 to Len-1 do
  begin
    t:=Copy(s,4*i+1,4);
    p^:=HexToInt(t);

    Move(p^,TempChar,2);
    Result:=Result+TempChar;
  end;

  Dispose(p);
end;

{SMSCenter:短信中心号码 可填可不填,如果不用则代表使用手机中设置的短信中心号码,
 Phone:接收手机及小灵通号码, SMSMessage: 短信内容; Flash:是否是闪信}

function BuildPDUMessage(SMSCenter, Phone, SMSMessage: string; Flash:
  Boolean): TSms2Pdu;
var
  aLength, I: Integer;
  S: string;

begin
  //
{清除短信中心和接收手机号码前面的+号}
  if (SMSCenter <> '') and (SMSCenter[1] = '+') then delete(SMSCenter, 1, 1);
  if (Phone <> '') and (Phone[1] = '+') then
    delete(Phone, 1, 1);

  {写入短信中心信息}
  if SMSCenter = '' then
    result.PDUString := '00'
      {短信中心SMSC 长度信息. 长度为零0, 表示SMSC存储在发送短信的设备中.}
  else
  begin
    aLength := Length(SMSCenter);
    if Odd(aLength) then
      aLength := aLength + 1;
    {如果短信中心号码长度为奇数，需要添加 F 。使用odd (11) }
    aLength := 1 + (aLength div 2); {短信中心地址 SMSC 长度，八位}

    {写入短信中心地址长度 SMSC }
    if aLength < 10 then
      result.PDUString := '0' + IntToStr(aLength)
    else
      result.PDUString := IntToStr(aLength);

    {写入短信中心短信息中心号码类型（Type-of-address of the SMSC）. (91 代表国际格式的电话号码)}
    result.PDUString := result.PDUString + '91';

    {短信中心号码移位处理}
    aLength := Length(SMSCenter);
    I := 1;
    while I < aLength do
    begin
      result.PDUString := result.PDUString + SMSCenter[I + 1] + SMSCenter[I];
      I := I + 2;
    end;

    {短信中心号码如果不是偶数,末尾添加 F.}
    if Odd(aLength) then
      result.PDUString := result.PDUString + 'F' + SMSCenter[aLength];
  end;

  {写入文件头信息 First octet .此值中包含是否需要报告,是否允许重复,及有效时间格式等信息
  "11"的二进制值为"0 0 0 10 0 01" ,依次代表0-回复路径不设置,0-不含头信息,0-不需要报告,10-有效期格式 整形,0-接受同样的短消息,01-提交
  一般也可以设置为"35" 二进制值"0 0 1 10 1 01","11"相比,需要报告并且拒绝同样的短信息.}
  result.PDUString := result.PDUString + '11';

  {写入 TP-Message-Reference 消息参考值  "00" 代表使用发送设备设置消息参考值.}
  result.PDUString := result.PDUString + '00';

  {写入接受手机号码长度 }
  result.PDUString := result.PDUString + Format('%02.2x',
    [Length(Phone)]);

  {写入手机号码类型. (91 国际号码 81 本地号码，即如果接收手机号码前面有+为91否则为81,主要用来处理小灵通).}
  if Phone[1] = '+' then
    Result.PDUString := Result.PDUString + '91'
  else
    result.PDUString := result.PDUString + '81';

  {接收手机号码移位处理}
  aLength := Length(Phone);
  I := 1;
  while I < aLength do
  begin
    result.PDUString := result.PDUString + Phone[I + 1] + Phone[I];
    I := I + 2;
  end;

  {如果电话号码不为偶数, 则末尾添加 F }
  if Odd(aLength) then
    result.PDUString := result.PDUString + 'F' + Phone[aLength];

  {TP-PID. Protocol identifier 协议标识}
  result.PDUString := result.PDUString + '00';

  {TP-DCS. Data coding scheme 编码方式.}
  if Flash then
    result.PDUString := result.PDUString + '18'
  else
    result.PDUString := result.PDUString + '08';
    
  {信息有效时间TP-Validity-Period. "AA" 代表最大值. 注意: 是任选项目,其具体的代表的时间
  决定于头字节(First octet)中的第4和3字节}
  result.PDUString := result.PDUString + 'AA';
  s := EncodeUniCode(SMSMessage);
  {信息长度转为十六进制 HEX}
  result.PDUString := result.PDUString + Format('%.2x', [Length(s) div
    2]);
  {添加短信内容信息}
  Result.PDUString := Result.PDUString + s; 
  {PDU代码长度,不包括短信中心地址字段}
  Result.SMSLen := (Length(Result.PDUString) - StrToInt(Copy(Result.PDUString,
    1, 2)) * 2 - 2) div 2;

end;

function DecomposePDUMessage(PDUMessage: string): TPdu2Sms;
var
  aLength, I, smsclen, phonelen: Integer;
  S, SMSCNu, PhoneNu, A_T_bin, smslen, Timestr: string;

begin
  {短信中心地址长度}
  smsclen := StrToInt(Copy(PDUMessage, 1, 2)) * 2;
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {短信中心地址类型}
  Result.SMSCAddressType := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {短信中心号码}
  SMSCNu := Copy(PDUMessage, 1, smsclen - 2);
  I := 1;
  while I < smsclen - 2 do
  begin
    result.SMSCNumber := result.SMSCNumber + SMSCNu[I + 1] + SMSCNu[I];
    I := I + 2;
  end;
  result.SMSCNumber := StringReplace(result.SMSCNumber, 'F', '',
    [rfReplaceAll]);//{短信中心号码必须添加+号}
  result.SMSCNumber := '+' + result.SMSCNumber;
  Delete(PDUMessage, 1, smsclen - 2);
  {短信头字节}
  Result.FirstOctet := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {发送者电话号码长度}
  phonelen := HexToInt(Copy(PDUMessage, 1, 2));
    if Odd(phonelen) then
  begin
    phonelen := phonelen + 1;//{不是偶数加1}
  end;
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {发送者电话号码类型}
  Result.PhoneAddressType := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);

 {是否为国际号码,如果是添加+号}
  A_T_bin := Format('%.8s', [HexToBin(Result.PhoneAddressType)]);
  IF Copy(A_T_bin,2,3)='001' then
   result.PhoneNumber := '+';
  PhoneNu := Copy(PDUMessage, 1, phonelen);
  delete(PDUMessage, 1, phonelen);
    {发送者电话号码移位处理}
  i := 1;
  while I < phonelen do
  begin
    result.PhoneNumber := result.PhoneNumber + PhoneNu[I + 1] + PhoneNu[I];
    I := I + 2;
  end;
  {删除添加的F}
  result.PhoneNumber := StringReplace(result.PhoneNumber, 'F', '',
    [rfReplaceAll]);
  {取得TP_PID信息}  
  Result.TPPID := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {取得TP_DCS信息}
  Result.TPDCS := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {取得日期和时间,格式为'yy-mm-dd hh:mm:ss'}
  Timestr := Copy(PDUMessage, 1, 12);
  i := 1;
  while I < 6 do
  begin
    Result.TimeStamp := Result.TimeStamp + Timestr[I + 1] + Timestr[I] + '-';
    I := I + 2;
  end;
  Delete(Result.TimeStamp, Length(Result.TimeStamp), 1);
  i := 7;
  Result.TimeStamp := Result.TimeStamp + ' ';
  while I < 12 do
  begin
    Result.TimeStamp := Result.TimeStamp + Timestr[I + 1] + Timestr[I] +
      ':';
    I := I + 2;
  end;
  Delete(Result.TimeStamp, Length(Result.TimeStamp), 1);
  delete(PDUMessage, 1, 12);
  {取得时区}
  Result.Timezone := Copy(PDUMessage, 1, 2);
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {短信内容长度}
  smsclen := HexToInt(Copy(PDUMessage, 1, 2)) * 2;
  delete(PDUMessage, 1, 2);
  {取得信息内容UniCode编码}
  Result.SMSMessage := Copy(PDUMessage, 1, smsclen);
  {解码信息内容}
  Result.SMSMessage:=DecodeUniCode(Result.SMSMessage);

end;

end.